JPH0458276B2 - - Google Patents
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- JPH0458276B2 JPH0458276B2 JP61078133A JP7813386A JPH0458276B2 JP H0458276 B2 JPH0458276 B2 JP H0458276B2 JP 61078133 A JP61078133 A JP 61078133A JP 7813386 A JP7813386 A JP 7813386A JP H0458276 B2 JPH0458276 B2 JP H0458276B2
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- speed
- detector
- variable speed
- control
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は可変速揚水装置に係り、特に起動およ
び負荷調整の制御に関する。
び負荷調整の制御に関する。
揚水発電システムにおいて、負荷（入力電力）
調整のために、回転電機として２次励磁付の誘導
機を用いこれを可変速運転することが研究されて
いる。例えば、昭和59年電気学会全国大会論文No.
553「大容量同期電動機の可変速運転特性」にその
原理が述べられているが、具体的な制御方式まで
は提案されていない。
調整のために、回転電機として２次励磁付の誘導
機を用いこれを可変速運転することが研究されて
いる。例えば、昭和59年電気学会全国大会論文No.
553「大容量同期電動機の可変速運転特性」にその
原理が述べられているが、具体的な制御方式まで
は提案されていない。
一方、可変速揚水装置の制御方式については、
特開昭48−21045号公報に記載のように、ポンプ
水車を可変速駆動装置によつて入力電力指令値に
対応する回転数に制御する方法がある。この制御
方法によれば、回転数が一定の状態であるときに
は、回転数指令発生器の誤差を無視すれば、入力
電力指令値に応じた運転を実現できる。しかしな
がら、負荷調整のために入力電力指令値を変化さ
せると、例えば入力指令値を大きくすると回転数
指令値が大きくなつてポンプ水車が加速される
が、このときの慣性エネルギーは駆動装置が供給
することになり、従つて、過渡時には実際の入力
電力を入力電力指令値に正確に追従させることが
できず、精密な負荷調整を行なうことができなか
つた。
特開昭48−21045号公報に記載のように、ポンプ
水車を可変速駆動装置によつて入力電力指令値に
対応する回転数に制御する方法がある。この制御
方法によれば、回転数が一定の状態であるときに
は、回転数指令発生器の誤差を無視すれば、入力
電力指令値に応じた運転を実現できる。しかしな
がら、負荷調整のために入力電力指令値を変化さ
せると、例えば入力指令値を大きくすると回転数
指令値が大きくなつてポンプ水車が加速される
が、このときの慣性エネルギーは駆動装置が供給
することになり、従つて、過渡時には実際の入力
電力を入力電力指令値に正確に追従させることが
できず、精密な負荷調整を行なうことができなか
つた。
この問題を解決する制御方式として、特開昭61
−170299号の明細書および図面に記載のように、
入力電力指令値に対して実際の入力電力の偏差が
零となるように駆動装置を制御すると共に、実際
の運転回転数を入力とする最適案内弁開度発生器
からの指令値に応じてポンプ水車の案内弁を開閉
制御する方法が提案されている。
−170299号の明細書および図面に記載のように、
入力電力指令値に対して実際の入力電力の偏差が
零となるように駆動装置を制御すると共に、実際
の運転回転数を入力とする最適案内弁開度発生器
からの指令値に応じてポンプ水車の案内弁を開閉
制御する方法が提案されている。
上記した制御方法によれば、揚水運転中に精密
な負荷調整が可能であるが、停止状態から揚水運
転に至るまでの、起動、運転を如何に円滑に制御
するかについて、その制御方式については提案さ
れていない。
な負荷調整が可能であるが、停止状態から揚水運
転に至るまでの、起動、運転を如何に円滑に制御
するかについて、その制御方式については提案さ
れていない。
従つて本発明の目的は、装置を各運転モードで
安定に運転し、且つ揚水運転時に精な負荷調整を
行なうことができる可変速揚水装置を提案するこ
とにある。
安定に運転し、且つ揚水運転時に精な負荷調整を
行なうことができる可変速揚水装置を提案するこ
とにある。
本発明は、ポンプ水車を駆動する可変速駆動装
置の回転電機を制御するための電力変換装置を制
御する制御装置に、ポンプ水車の回転速度を検出
する速度検出器から出力される速度検出値と速度
指令値の偏差が零となるように前記電力変換装置
を制御するための第１の制御信号を出力する第１
の制御手段と、電力系統から前記可変速駆動装置
に給電される有効電力を検出する電力検出器から
出力される有効電力検出値と有効電力指令値の偏
差が零となるように前記電力変換装置を制御する
ための第２の制御信号を出力する第２の制御手段
と、揚水運転判定条件を入力する論理手段と、こ
の論理手段からの出力信号に基づいて前記第１の
制御信号と第２の制御信号を選択的に前記電力変
換装置に与える切替手段を設けることを特徴とす
る。
置の回転電機を制御するための電力変換装置を制
御する制御装置に、ポンプ水車の回転速度を検出
する速度検出器から出力される速度検出値と速度
指令値の偏差が零となるように前記電力変換装置
を制御するための第１の制御信号を出力する第１
の制御手段と、電力系統から前記可変速駆動装置
に給電される有効電力を検出する電力検出器から
出力される有効電力検出値と有効電力指令値の偏
差が零となるように前記電力変換装置を制御する
ための第２の制御信号を出力する第２の制御手段
と、揚水運転判定条件を入力する論理手段と、こ
の論理手段からの出力信号に基づいて前記第１の
制御信号と第２の制御信号を選択的に前記電力変
換装置に与える切替手段を設けることを特徴とす
る。
論理手段は入力信号から揚水運転条件の成否を
判定し、条件が成立するまでは第１の制御信号を
電力変換装置に与え、条件成立後は第２の制御信
号を電力変換装置に与えるように切替手段を制御
する。これにより、ポンプ水車を駆動する可変速
駆動装置はこの電力変換装置によつて、揚水運転
状態に入るまでは速度指令値に一致するように速
度制御され、揚水運転状態に入つた後は有効電力
指令値に一致するように電力制御される。そして
前記有効電力指令値の初期値を、前記揚水運転条
件成立時に可変速駆動装置に実際に入力される有
効電力と等しくなるようにポンプ回転数や揚程等
から求めて設定しておくことによつて、該可変速
揚水装置は起動から揚水運転まで安定に制御さ
れ、且つ揚水運転時には有効電力指令値に追従し
た精密な負荷調整が行なわれる。
判定し、条件が成立するまでは第１の制御信号を
電力変換装置に与え、条件成立後は第２の制御信
号を電力変換装置に与えるように切替手段を制御
する。これにより、ポンプ水車を駆動する可変速
駆動装置はこの電力変換装置によつて、揚水運転
状態に入るまでは速度指令値に一致するように速
度制御され、揚水運転状態に入つた後は有効電力
指令値に一致するように電力制御される。そして
前記有効電力指令値の初期値を、前記揚水運転条
件成立時に可変速駆動装置に実際に入力される有
効電力と等しくなるようにポンプ回転数や揚程等
から求めて設定しておくことによつて、該可変速
揚水装置は起動から揚水運転まで安定に制御さ
れ、且つ揚水運転時には有効電力指令値に追従し
た精密な負荷調整が行なわれる。
第１図は本発明になる可変速揚水装置のブロツ
ク図で、可変速駆動装置の回転電機として交流励
磁同期機を用いた場合の実施例を示す。
ク図で、可変速駆動装置の回転電機として交流励
磁同期機を用いた場合の実施例を示す。
電力系統１に接続された巻線形誘導機２はサイ
クロコンバータ等の電力変換装置３により交流励
磁されて回転し、ポンプ水車４を駆動する。電力
変換装置３は位相指令信号に応じて交流励磁電流
を制御して巻線形誘導機２の出力を増減する。位
相指令信号としては、速度検出器５で検出される
回転速度Ｎと回転速度指令値N0の偏差を零とす
るように調整するために速度制御器６から出力さ
れる第１の位相指令信号と、電力検出器７で検出
される電力系統から巻線形誘導機２へ供給される
有効電力Ｐと外部から与えられる有効電力指令値
P0の偏差を零とするように調整するために電力
制御器８から出力される第２の位相指令信号とが
選択的に与えられる。
クロコンバータ等の電力変換装置３により交流励
磁されて回転し、ポンプ水車４を駆動する。電力
変換装置３は位相指令信号に応じて交流励磁電流
を制御して巻線形誘導機２の出力を増減する。位
相指令信号としては、速度検出器５で検出される
回転速度Ｎと回転速度指令値N0の偏差を零とす
るように調整するために速度制御器６から出力さ
れる第１の位相指令信号と、電力検出器７で検出
される電力系統から巻線形誘導機２へ供給される
有効電力Ｐと外部から与えられる有効電力指令値
P0の偏差を零とするように調整するために電力
制御器８から出力される第２の位相指令信号とが
選択的に与えられる。
一方、ポンプ水車４の案内弁（図示せず）を開
閉駆動する案内弁制御器９は、回転速度Ｎと揚程
信号Ｈに基づいてポンプ特性関数発生器１０から
出力される開度指令信号Y0により制御される。
閉駆動する案内弁制御器９は、回転速度Ｎと揚程
信号Ｈに基づいてポンプ特性関数発生器１０から
出力される開度指令信号Y0により制御される。
起動用電力変換装置１１は開閉器１２を介して
電力系統１と巻線形誘導機２の間に接続され、巻
線形誘導機２の起動時に該巻線形誘導機２が停止
状態から前記電力変換装置３の定格出力電圧等で
定まる回転速度範囲に至るまでこれを制御する。
このために、開閉器１２は起動運転開始時に閉合
され、巻線形誘導機２が前記回転速度範囲の最低
値付近の設定値N0まで加速されたときに開路さ
れる。このときに開閉器１３が閉路されて巻線形
誘導機２は交流励磁運転に入り、該開閉器１３は
揚水運転停止時に開路する。
電力系統１と巻線形誘導機２の間に接続され、巻
線形誘導機２の起動時に該巻線形誘導機２が停止
状態から前記電力変換装置３の定格出力電圧等で
定まる回転速度範囲に至るまでこれを制御する。
このために、開閉器１２は起動運転開始時に閉合
され、巻線形誘導機２が前記回転速度範囲の最低
値付近の設定値N0まで加速されたときに開路さ
れる。このときに開閉器１３が閉路されて巻線形
誘導機２は交流励磁運転に入り、該開閉器１３は
揚水運転停止時に開路する。
このようにして巻線形誘導機２が交流励磁運転
を開始するとき、論理装置１４で開閉制御される
切替器１５は閉路、切替器１６は開路状態にあ
り、従つて電力変換装置３には前記速度制御器６
からの第１の位相指令信号が与えられ、ポンプ水
車４の回転速度指令値N0に等しい一定値となる
ように巻線形誘導機２が制御される。この状態で
ポンプ水車４の水面押下げ指令を解除し、揚水プ
ライシング水圧を確立する。圧力スイツチによる
水圧確立確認を条件に切替器１７が閉路され、前
記案内弁は案内弁開度指令パターン発生器１８か
ら出力される開度設定値Ysまで開かれる。この
ようにして揚水運転が開始され、揚水運転条件が
成立すると、論理装置１４が動作して切替器１５
が開路、切替器１６が閉路され、同時に切替器１
９，２０が閉路、切替器１７が開路される。これ
により、電力変換装置３には電力制御器８から第
２の位相指令信号が与えられるようになり、巻線
形誘導機２に入力される有効電力Ｐが指令値P0
と等しくなるように制御されてAFC運転に入る。
を開始するとき、論理装置１４で開閉制御される
切替器１５は閉路、切替器１６は開路状態にあ
り、従つて電力変換装置３には前記速度制御器６
からの第１の位相指令信号が与えられ、ポンプ水
車４の回転速度指令値N0に等しい一定値となる
ように巻線形誘導機２が制御される。この状態で
ポンプ水車４の水面押下げ指令を解除し、揚水プ
ライシング水圧を確立する。圧力スイツチによる
水圧確立確認を条件に切替器１７が閉路され、前
記案内弁は案内弁開度指令パターン発生器１８か
ら出力される開度設定値Ysまで開かれる。この
ようにして揚水運転が開始され、揚水運転条件が
成立すると、論理装置１４が動作して切替器１５
が開路、切替器１６が閉路され、同時に切替器１
９，２０が閉路、切替器１７が開路される。これ
により、電力変換装置３には電力制御器８から第
２の位相指令信号が与えられるようになり、巻線
形誘導機２に入力される有効電力Ｐが指令値P0
と等しくなるように制御されてAFC運転に入る。
前記論理装置１４の一例を第２図に示す。案内
弁位置検出器２１は、案内弁開度Yaが設定開度
Ysを越えるときにその出力信号OPがレベル
“１”となる。速度整定検出器２２は、回転速度
Ｎを指令値N0の偏差△Ｎの絶対値が設定値N1以
下のときにその出力信号SAがレベル“１”とな
る。論理積装置２３に入力される信号STは、ポ
ンプ負荷運転指令のときにレベル“１”、停止指
令のときにレベル“０”となる。論理和装置２４
は前記出力信号SAと論理積装置２３の出力信号
SWを入力し、その出力信号を論理積装置２３に
入力する。論理積装置２３の出力信号SWがレベ
ル“０”のときは切替器１５が閉路、切替器１６
が開路状態となり、レベル“１”のときは切替器
１５が開路、切替器１６が閉路状態となる。
弁位置検出器２１は、案内弁開度Yaが設定開度
Ysを越えるときにその出力信号OPがレベル
“１”となる。速度整定検出器２２は、回転速度
Ｎを指令値N0の偏差△Ｎの絶対値が設定値N1以
下のときにその出力信号SAがレベル“１”とな
る。論理積装置２３に入力される信号STは、ポ
ンプ負荷運転指令のときにレベル“１”、停止指
令のときにレベル“０”となる。論理和装置２４
は前記出力信号SAと論理積装置２３の出力信号
SWを入力し、その出力信号を論理積装置２３に
入力する。論理積装置２３の出力信号SWがレベ
ル“０”のときは切替器１５が閉路、切替器１６
が開路状態となり、レベル“１”のときは切替器
１５が開路、切替器１６が閉路状態となる。
このような論理装置１４によつて切替器１５，
１６を制御することにより、電力変換装置３に与
える位相指令信号の切替えは、回転速度偏差を確
認した上で速度制御器６側から電力制御器８側に
切替えるので、有効電力指令P0の初期値をポン
プ回転数Ｎと揚程Ｈで定まる巻線形誘導機２の入
力に合せて設定しておくことにより制御の切替え
時に円滑な運転を継続することができる。
１６を制御することにより、電力変換装置３に与
える位相指令信号の切替えは、回転速度偏差を確
認した上で速度制御器６側から電力制御器８側に
切替えるので、有効電力指令P0の初期値をポン
プ回転数Ｎと揚程Ｈで定まる巻線形誘導機２の入
力に合せて設定しておくことにより制御の切替え
時に円滑な運転を継続することができる。
第３図は、論理装置１４の変形例を示してい
る。案内弁位置検出器２１の出力信号OPは時間
T1の遅れ回路２５を介して論理積装置２６に入
力され、ポンプ負荷運転指令STとの論理積によ
つて出力信号SWを発生する。前記遅れ時間T1
は、ポンプ負荷変動時の速度制御器６による速度
整定時間に余裕を見込んだ時間を設定する。この
ようにすれば、速度整定検出器を省略した簡易な
論理装置１４とすることができる。
る。案内弁位置検出器２１の出力信号OPは時間
T1の遅れ回路２５を介して論理積装置２６に入
力され、ポンプ負荷運転指令STとの論理積によ
つて出力信号SWを発生する。前記遅れ時間T1
は、ポンプ負荷変動時の速度制御器６による速度
整定時間に余裕を見込んだ時間を設定する。この
ようにすれば、速度整定検出器を省略した簡易な
論理装置１４とすることができる。
第４図は可変速駆動装置の回転電機として直流
励磁同期機を用いた実施例である。第１図に示し
た実施例と同一の構成要件については同一参照符
号を付してその詳細説明を省略する。
励磁同期機を用いた実施例である。第１図に示し
た実施例と同一の構成要件については同一参照符
号を付してその詳細説明を省略する。
電力系統１から同期機２７に電力を供給する電
力変換装置２９は、同期機２７に直結された位相
検出器２８からの出力信号によつてその出力周波
数が制御され、速度制御器６から出力される第１
の位相指令信号および電力制御器８から出力され
る第２の位相指令信号によつてその出力電力が制
御されて同期機２７の軸出力を増減する。加速パ
ターン発生器３０は停止状態から揚水運転開始時
の設定速度N0までの速度指令信号を出力し、速
度制御器６はこの速度指令信号と指令検出器５か
ら出力される速度信号の偏差が零となるように同
期機２７に制御すべく第１の位相指令信号を電力
変換装置２９に与え、これによりこの電力変換装
置２９に起動制御機能を付与する。そしてポンプ
水車４が設定速度N0に達した後は水面押下げ解
除に入り、以後前述と同様にしてAFC運転に入
る。
力変換装置２９は、同期機２７に直結された位相
検出器２８からの出力信号によつてその出力周波
数が制御され、速度制御器６から出力される第１
の位相指令信号および電力制御器８から出力され
る第２の位相指令信号によつてその出力電力が制
御されて同期機２７の軸出力を増減する。加速パ
ターン発生器３０は停止状態から揚水運転開始時
の設定速度N0までの速度指令信号を出力し、速
度制御器６はこの速度指令信号と指令検出器５か
ら出力される速度信号の偏差が零となるように同
期機２７に制御すべく第１の位相指令信号を電力
変換装置２９に与え、これによりこの電力変換装
置２９に起動制御機能を付与する。そしてポンプ
水車４が設定速度N0に達した後は水面押下げ解
除に入り、以後前述と同様にしてAFC運転に入
る。
このような変形の他に、切替器１５，１６を省
略して両制御器６，８を電力変換装置３，２９に
接続したままとし、論理装置１４の出力で両制御
器６，８の出力利得を相対的に変化させるように
することもできる。
略して両制御器６，８を電力変換装置３，２９に
接続したままとし、論理装置１４の出力で両制御
器６，８の出力利得を相対的に変化させるように
することもできる。
本発明は揚水運転条件を論理判断して回転電機
を速度制御または電力制御するようにしたので、
起動から揚水運転までの制御が安定になり、更に
揚水運転時に精密な負荷調整が可能となる。
を速度制御または電力制御するようにしたので、
起動から揚水運転までの制御が安定になり、更に
揚水運転時に精密な負荷調整が可能となる。
図面は本発明の実施例を示すもので、第１図お
よび第４図は全体ブロツク図、第２図および第３
図は論理装置のブロツク図である。 １…電力系統、２…巻線形誘導機、３…電力変
換装置、５…速度検出器、６…速度制御器、７…
電力検出器、８…電力制御器、１４…論理装置、
１５，１６…切替器。
よび第４図は全体ブロツク図、第２図および第３
図は論理装置のブロツク図である。 １…電力系統、２…巻線形誘導機、３…電力変
換装置、５…速度検出器、６…速度制御器、７…
電力検出器、８…電力制御器、１４…論理装置、
１５，１６…切替器。
Claims (1)
- １ 回転電機と該回転電機を電力系統に接続する
電力変換装置を有する可変速駆動装置と、この可
変速駆動装置により回転駆動されるポンプ水車
と、このポンプ水車の回転速度を検出する速度検
出器と、電力系統から前記可変速駆動装置に給電
される有効電力を検出する電力検出器と、前記速
度検出器からの出力信号と電力検出器からの出力
信号を入力して前記電力変換装置を制御する制御
装置を備えた可変速揚水装置において、前記制御
装置は、前記速度検出器から出力される速度検出
値と速度指令値の偏差が零となるように前記電力
変換装置を制御するための第１の制御信号を出力
する第１の制御手段と、前記電力検出器から出力
される有効電力検出値と有効電力指令値の偏差が
零となるように前記電力変換装置を制御するため
の第２の制御信号を出力する第２の制御手段と、
揚水運転判定条件を入力する論理手段と、この論
理手段からの出力信号に基づいて前記第１の制御
信号と第２の制御信号を選択的に前記電力変換装
置に与える切替手段を備えたことを特徴とする可
変速揚水装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61078133A JPS62236379A (ja) | 1986-04-07 | 1986-04-07 | 可変速揚水装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61078133A JPS62236379A (ja) | 1986-04-07 | 1986-04-07 | 可変速揚水装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62236379A JPS62236379A (ja) | 1987-10-16 |
| JPH0458276B2 true JPH0458276B2 (ja) | 1992-09-17 |
Family
ID=13653379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61078133A Granted JPS62236379A (ja) | 1986-04-07 | 1986-04-07 | 可変速揚水装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62236379A (ja) |
-
1986
- 1986-04-07 JP JP61078133A patent/JPS62236379A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62236379A (ja) | 1987-10-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |